(57)【要約】【課題】  大気中の半揮発性有機化合物（ＳＶＯＣ）は、低濃度であるため、長時間の測定が必要であるが、高濃度に存在する他の浮遊物質により石英フィルタの目詰まりが発生し、ＳＶＯＣを精度よく測定することが困難であった。石英フィルタの目詰まりを発生させずに精度よく、ＳＶＯＣの濃度を測定する。【解決手段】  吸引ポンプにより、被測定大気９と筐体１内の気圧差を利用し、遮蔽体のピストン５を移動させ、円筒形石英フィルタ４の目詰まりが起こっていない新しい捕集面４ｂを露出させることにより、円筒形石英フィルタ４の捕集面積を捕集されるＳＶＯＣの量に応じて自動的に変化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と排気口を持つ密閉された筐体と、
前記吸気口から取り入れられた大気の中から浮遊物質を吸着させる筐体内に配設されたフィルタと、
このフィルタの捕集面の一部を遮る遮蔽体とを備え、
前記フィルタあるいは前記遮蔽体のいずれかを可動可能にしたことを特徴とするサンプリング装置。
【請求項２】
大気と筐体内との気圧差に応じて遮蔽体あるいはフィルタのいずれかを可動させることを特徴とする請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項３】
遮蔽体と筐体との間にスプリングを取り付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のサンプリング装置。
【請求項４】
フィルタと筐体との間にスプリングを取り付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のサンプリング装置。
【請求項５】
フィルタが石英製ガラスウールで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、環境汚染を引き起こす汚染物質である大気中に浮遊するＳＶＯＣ（Semi Volatile Organic Compounds、準揮発性有機化合物）等の被測定物質をフィルタで捕集し、フィルタに付着した被測定物質を抽出して、これら被測定物質の濃度を測定するためのサンプリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大気中のＳＶＯＣ等の被測定物質の濃度を分析するために、被測定物質を捕集するサンプリング装置において、これらを捕集するフィルタとして、一般的に石英や高分子吸着剤などのフィルタが用いられる（例えば、非特許文献１参照）。この石英フィルタで捕集されたＳＶＯＣなどの被測定物質は溶剤により抽出され、ガスクロマトグラフ質量分析装置に掛けられ、採取された大気の体積から被測定物質の濃度が同定される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】室内環境学会誌  Ｖｏｌ．５、Ｎｏ．１、ｐｐ．１３−２２
【特許文献１】特開平０５−０５２７１７号公報（２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被測定物質であるＳＶＯＣ等の分析において、従来のサンプリング装置では、採取された大気の体積からその濃度が同定されるが、フィルタの捕集面積が固定されており、フィルタの捕集面積が小さく、被測定物質や測定対象の浮遊物質等の濃度が高い場合は、フィルタの目詰まりにより測定結果に誤差が生じ、また、フィルタの捕集面積に対して被測定物質の濃度が低く量が少ない場合は、分析中における他の浮遊物質の混入により、精度よく測定することが困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、測定対象である大気中の被測定物質の濃度に拘わらず、フィルタに目詰まりを発生させず、フィルタの捕集面積を最適化するサンプリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明に係るサンプリング装置においては、フィルタに捕集される被測定物質を含む浮遊物質の量により、吸引する大気とフィルタを通過後の大気との気圧差を利用して、自動的にフィルタの捕集面積を変えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、吸引される被測定物質を含む浮遊物質の量により、フィルタの捕集面積を自動的に調節することにより、被測定大気の被測定物質の濃度に拘わらず、その濃度を精度よく同定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。図２は、実施の形態１のサンプリング装置の動作を示す断面斜視図である。
図１において、１はサンプリング装置の筐体であり、この筐体１の蓋２には吸気口３が設けられ、石英製ガラスウールで構成される円筒形石英フィルタ４は、この吸気口３の縁にその一端の外周が接するように取り外し可能に固定され、遮蔽体であるピストン５がこの円筒形石英フィルタ４に内接するように配設され、また、このピストン５は筐体１との間に設けられたスプリング６で連結され、矢印７の方向に可動自在に取り付けられている。筐体１には、外部の吸引ポンプ（図示せず）と接続するための排気口８が設けられている。９は採取される大気を、１０は円筒形石英フィルタを透過する大気を、１１は排気口８から吸引ポンプにより排出される大気をそれぞれ示している。
【０００９】
次に、図２により実施の形態１のサンプリング装置を用いて、大気中のＳＶＯＣ濃度測定するために、フィルタによりＳＶＯＣを収集する動作について説明する。
この様に構成されたサンプリング装置においては、外部の吸引ポンプ（図示せず）によって筐体１内の大気１１が吸引されることにより、大気９が外部から筐体１の吸気口３に取り入れられるが、吸気口３に取り付けられた円筒形石英フィルタ４により、円筒形石英フィルタ４を透過する大気１０は、大気中に被測定物質であるＳＶＯＣ含む浮遊物質が捕集され、ろ過された大気１１は、排気口８を通って吸引ポンプにて外部に引き出される。図２（ａ）に示すように吸引開始時は、円筒形石英フィルタ４の捕集面４ａの目詰まりもなく、ピストン５は、スプリング６により上部に押し上げられた状態で、大気１０からＳＶＯＣを含む浮遊物質が捕集される。図２（ｂ）に示すように、大気中のＳＶＯＣを含む浮遊物質が円筒形石英フィルタ４で捕集されるに従って、円筒形石英フィルタ４の捕集面４ａが目詰まりを起こし大気１０の流量が低下する。これにより、大気９と筐体１内の大気１１の気圧差が大きくなり、筐体１内が負圧となる。大気１０の流量を増加させようと吸引力とスプリング６の押し上げる力が釣り合う点まで矢印７で示すようにピストン５が降下し、円筒形石英フィルタ４の新しい捕集面４ｂが露出する。これにより、大気１０の流量が回復し、再び、大気１０から円筒形石英フィルタ４によりＳＶＯＣを含む浮遊物質が捕集される。この動作が連続的に繰り返され、ピストン５は下方に移動する。予め決められた一定の大気を採取後、円筒形石英フィルタ４を取り外し、捕集された浮遊物質から溶剤によりＳＶＯＣを抽出後、ガスクロマトグラフィ質量分析器により、ＳＶＯＣの量を測定し、採取した大気の体積から濃度を同定する。
【００１０】
円筒形石英フィルタ４の捕集面積は大気９と筐体１内部の気圧差とスプリング６の押し上げ力が釣り合う力によって決定されるが、露出させるフィルタの捕集面積の割合はフィルタの目の密度、スプリング６の強度と吸引ポンプの吸引能力とにより自由に調節可能である。
このように、フィルタの捕集能力に応じて、フィルタの新しい捕集面を使用することができ、フィルタが目詰まりを起こすことなく、捕集されるＳＶＯＣを含む浮遊物質の量に応じて自動的にフィルタの捕集面積を変えることにより、フィルタの単位面積当たりの捕集量を一定にすることにより高精度にＳＶＯＣの濃度を同定することが可能になる。
さらに、ＳＶＯＣ以外の浮遊物質の割合が多く、ＳＶＯＣの量が少なくてもフィルタで確実に捕集することができ、高精度にＳＶＯＣの濃度を同定できる効果がある。
【００１１】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。
図３において、実施の形態１では、遮蔽体であるピストン５はフィルタ４に内接するように取り付けられていたが、実施の形態２におけるピストン１２は、円筒形石英フィルタ４の外周に接するように取り付けられている。なお、図中、符号１から４及び６から１１は、図１と同一又は、相当部分を示す。これらの機能、動作等は図１、図２と同様であり、説明を省略する。
実施の形態２における動作においても、実施の形態１と同様、大気中のＳＶＯＣを含む浮遊物質が円筒形石英フィルタ４で捕集されるに従って、円筒形石英フィルタ４の上部が目詰まりを起こし大気１０の流量が低下する。これにより、大気９と筐体１内の大気１１の気圧差が大きくなり、筐体１内が負圧となる。大気１０の流量を増加させようとポンプの吸引力とスプリング６の押し上げる力が釣り合う点まで矢印７で示すようにピストン１２が降下し、円筒形石英フィルタ４の新しい捕集面が露出する。これにより、大気１０の流量が回復し、再び、大気１０から円筒形石英フィルタ４により浮遊物質が捕集される。予め決められた一定の大気を採取後、円筒形石英フィルタ４を取り外し、溶剤によりＳＶＯＣを抽出後、ガスクロマトグラフィ質量分析器により、ＳＶＯＣの量を測定し、採取された大気の体積から濃度を同定する。
【００１２】
このように、実施の形態２においても、実施の形態１と同様、フィルタの捕集能力に応じて、フィルタの新しい捕集面を使用することができ、フィルタが目詰まりを起こすことなく、捕集されるＳＶＯＣを含む浮遊物質の量に応じて自動的にフィルタの捕集面積を変えることにより、フィルタの単位面積当たりの捕集量を一定にすることにより高精度にＳＶＯＣの濃度を同定することが可能になる。
また、実施の形態２では、ピストン１２が円筒形石英フィルタ４を受けるように構成されているので、採取された大気９に粉塵が含まれていても、ピストン１２上に堆積し、円筒形石英フィルタ４の交換時に、これら粉塵が筐体１内に飛散せず、清掃が容易になる効果もある。
【００１３】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。
図４において、１３は、筐体１の蓋２の吸引口３にその一端の外周が接するように取り付けられた遮蔽体である円筒であり、円筒形石英フィルタ１４はこの円筒１３の外周に外接するように取り付けられており、この円筒石英フィルタ１４は円板１５に取り外し可能に取り付けられている。また、この円板１５は筐体１との間に設けられたスプリング６で連結され、矢印７の方向に可動自在に取り付けられており、円筒石英フィルタ１４と一体になって動く。実施の形態１では、ピストン５が可動であったが、この実施の形態３では、円筒石英フィルタ１４が円筒１３に対して可動自在に取り付けられている。なお、図中、符号１から３および６から１１は、図１と同一又は、相当部分を示す。これらの機能、動作等は図１、図２と同様であり、説明を省略する。
【００１４】
実施の形態３における動作においても、実施の形態１と同様であるが、大気中のＳＶＯＣを含む浮遊物質が円筒形石英フィルタ１４で捕集されるに従って、円筒形石英フィルタ１４の下部が目詰まりを起こし大気１０の流量が低下する。これにより、大気９と筐体１内の大気１１の気圧差が大きくなり、筐体１内が負圧となる。大気１０の流量を増加させようとポンプの吸引力とスプリング６の押し上げる力が釣り合う点まで矢印７で示すように円筒形石英フィルタ１４が降下し、円筒形石英フィルタ１４の新しい捕集面が露出する。これにより、大気１０の流量が回復し、再び、大気１０から円筒形石英フィルタ１４により浮遊物質が捕集される。予め決められた一定の大気を採取後、円筒形石英フィルタ１４を取り外し、溶剤によりＳＶＯＣを抽出後、ガスクロマトグラフィ質量分析器により、ＳＶＯＣの量を測定し、採取した大気の体積から濃度を同定する。
【００１５】
このように、実施の形態３においても、実施の形態１と同様、フィルタの捕集能力に応じて、フィルタの新しい捕集面を使用することができ、フィルタが目詰まりを起こすことなく、捕集されるＳＶＯＣを含む浮遊物質の量に応じて自動的にフィルタの捕集面積を変えることにより、フィルタの単位面積当たりの捕集量を一定にすることにより高精度にＳＶＯＣの濃度を同定することが可能になる。
また、実施の形態３では、実施の形態２と同様、円筒形石英フィルタ１４と円板１５が受けるように構成されているので、採取された大気９に粉塵が含まれていても、円板１５上に堆積し、円筒形石英フィルタ１４の交換時に、これら粉塵が筐体１内に飛散せず、清掃が容易になる効果もある。
【００１６】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。
図５において、１６は、筐体１の蓋２の吸引口３にその一端の外周が接するように取り付けられた方形筒であり、板状石英フィルタ１７はこの方形筒１６の１面に設けられた窓に取り付けられており、この板状石英フィルタ１７は方形筒１６に取り外し可能に取り付けられている。遮蔽体であるピストン１８がこの方形筒１６に内接するように配設され、また、このピストン１８は筐体１との間に設けられたスプリング６で連結され、矢印７の方向に可動自在に取り付けられている。実施の形態１では、石英フィルタ４が円筒形状であったが、この実施の形態４では、板状石英フィルタ１７としたものである。なお、図中、符号１から３及び６から１１は、図１と同一又は、相当部分を示す。これらの機能、動作等は図１、図２と同様であり、説明を省略する。
【００１７】
実施の形態４における動作においても、実施の形態１と同様であるが、大気中のＳＶＯＣを含む浮遊物質が板状石英フィルタ１７で捕集されるに従って、板状石英フィルタ１７の上部が目詰まりを起こし大気１０の流量が低下する。これにより、大気９と筐体１内の大気１１の気圧差が大きくなり、筐体１内が負圧となる。大気１０の流量を増加させようとポンプの吸引力とスプリング６の押し上げる力が釣り合う点まで矢印７で示すように方形筒１６が降下し、板状石英フィルタ１７の新しい捕集面が露出する。これにより、大気１０の流量が回復し、再び、大気１０から板状石英フィルタ１７により浮遊物質が捕集される。予め決められた一定の大気を採取後、板状石英フィルタ１７を取り外し、溶剤によりＳＶＯＣを抽出後、ガスクロマトグラフィ質量分析器により、ＳＶＯＣの量を測定し、採取した大気の体積から濃度を同定する。
【００１８】
このように、実施の形態４においても、実施の形態１と同様、フィルタの捕集能力に応じて、フィルタの新しい捕集面を使用することができ、フィルタが目詰まりを起こすことなく、捕集されるＳＶＯＣを含む浮遊物質の量に応じて自動的にフィルタの捕集面積を変えることにより、フィルタの単位面積当たりの捕集量を一定にすることにより高精度にＳＶＯＣの濃度を同定することが可能になる。
また、実施の形態４では、板状石英フィルタ１７が使用でき、交換が容易であり、安価なフィルタを利用できる効果もある。
さらに、上記実施の形態４では、方形筒の１面に板状石英フィルタ１枚を取り付ける場合について説明したが、２面以上に板状石英フィルタを取り付ける場合であっても同様の効果があることはいうまでもない。
【００１９】
上記実施の形態１から４において、筐体１やピストン５、１２およびスプリング６、円板１５はＳＶＯＣなどの浮遊物質が付着しないように、また、大気中に含まれる腐食ガスの影響を避けるため、腐食が少ないステンレス製が望ましい。フィルタの材質としては、不純物が含まない石英製グラスウールを使用する場合について述べたが、石英製以外であってもよく、例えば、フッ素樹脂製であれば、撥水性もよく、湿度の高い被測定大気では有効である。さらに、スプリングについては、同等の機能を有するもので代用してもよい。
上記実施の形態１から４の説明では、サンプリング装置を垂直に立てて使用する場合について述べたが、横にして使用しても構わず、排気口の位置も吸気口の面と反対の面に取り付けてもよい。遮蔽体あるいはフィルタを気圧差で自動的にフィルタの捕集面積を変える場合について説明したが、一定時間ごとに手動で変える場合であっても効果がある。
【００２０】
なお、上記実施の形態１から４においては、ＳＶＯＣを捕集するサンプリング装置について述べたが、ＰＯＭ（Particulate Organic Matter、粒子状炭化水素）等他の浮遊物質の捕集においても利用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるサンプリング装置の動作を示す断面斜視図である。
【図３】実施の形態２におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。
【図４】実施の形態３におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。
【図５】実施の形態４におけるサンプリング装置を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  筐体
３  吸気口
４、１４  円筒形石英フィルタ
５、１２、１８  ピストン
６  スプリング
８  排気口
１３  円筒
１６  方形筒
１７  板状石英フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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